已知函数f(x)=ln(1+x)x

1个回答

  • 解题思路:(1)令h(x)=ln(1+x)-[2x/x+2],得到h′(x)=

    x

    2

    (1+x

    )(2+x)

    2

    ,从而求出h(x)在(0,+∞)上是增函数,故h(x)>h(0)=0,结论证出;

    (2)不等式f(x)<[1+kx/1+x]可化为:

    (1+x)ln(1+x)−x−

    kx

    2

    x

    <0,令g(x)=(1+x)ln(1+x)-x-kx2,则g′(x)=ln(1+x)-2kx,从而g″(x)=[1/1+x]-2k,对x分情况进行讨论:①x>0时,②-1<x<0时,从而证出结论.

    (1)令h(x)=ln(1+x)-[2x/x+2],

    ∴h′(x)=

    x2

    (1+x)(2+x)2,

    x>0时,h′(x)>0,

    ∴h(x)在(0,+∞)上是增函数,

    故h(x)>h(0)=0,

    即:ln(1+x)>[2x/x+2].

    从而,x>0时,f(x)>[2/x+2]得证.

    (2)不等式f(x)<[1+kx/1+x]可化为:

    (1+x)ln(1+x)−x−kx2

    x<0,

    令g(x)=(1+x)ln(1+x)-x-kx2

    则g′(x)=ln(1+x)-2kx

    g″(x)=[1/1+x]-2k,

    ①x>0时,有0<[1/1+x]<1,

    令2k≥1,则g″(x)<0,

    故g′(x)在(0,+∞)上是减函数,即g′(x)<g′(0)=0,

    ∴g(x)在(0,+∞)上是减函数,

    从而,g(x)<g(0)=0,

    ∴k≥[1/2]时,对于x>0,有

    (1+x)ln(1+x)−x−kx2

    x<0,

    ②-1<x<0时,有[1/x+1]>1,

    令2k≤1,则g″(x)>0,

    故g′(x)在(-1,0)上是增函数,即:g′(x)<g′(0)=0

    ∴g(x)在(-1,0)上是减函数.

    从而,g(x)>g(0)=0.

    ∴当k≤[1/2]时,对于-1<x<0,有

    (1+x)ln(1+x)−x−kx2

    x<0.

    综合①②,当k=[1/2]时,在x>-1且x≠0时,有f(x)<[1+kx/1+x].

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.

    考点点评: 本题考察了函数的单调性,导数的应用,不等式的证明,本题是一道中档题.